ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ДОСТУПА В БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТА 802.11n

На сегодняшний день предоставление надежных и качественных телекоммуникационных услуг - основная задача любого оператора и провайдера. При этом, доступ к ним не должен быть ограничен привязкой к рабочему месту. Все чаще пользователи имеют необходимость в использовании таких услуг в гостиницах, ресторанах, аэропортах, даже на остановках общественного транспорта. Поэтому беспроводные сети передачи данных становятся все более популярными [1]. Основным преимуществом беспроводных сетей является отсутствие кабельной инфраструктуры, что позволяет реализовать сетевой проект в краткие сроки и уменьшить затраты на построение системы, а также позволяет одновременно пользоваться услугами многим перемещающимся абонентам, которые находятся в радиусе действия сети.

Все сети, в том числе и беспроводные, по понятным причинам не строятся лишь для одного абонента. Все пользователи делят между собой общий канал [2]. Так, для нормального обслуживания каждого абонента, система должна следить за тем, чтобы каждому пользователю был доступен ресурс, а также, чтобы разные пользователи не мешали пользованию услугами друг другу. Исходя из вышесказанного, было выбрано именно эту тему для исследования.

В работе был выбран стандарт IEEE 802.11n [3], так как он является самым передовым коммерческим Wi-Fi-стандартом на данный момент. Он позволяет достичь достаточную скорость для всех видов услуг, обеспечивая при этом высокое качество этих услуг.

Исследования проводились на экспериментальной схеме для организации многопользовательского доступа на основе оборудования 802.11n по схеме «точка-многоточка» (рис.1.1).

Рис.1.1 Экспериментальная схема исследования

В исследованной схеме используются следующие устройства:

1. Беспроводная точка доступа MikroTik RouterBoard Groove A-52HPn – 1 шт.;
2. Конечный терминал пользователя (персональный компьютер, ноутбук Acer, нетбук Samsung, планшет Lenovo, мобильные телефоны LG и Lenovo) -6 шт.

На конечном терминале пользователя, персональном компьютере, который оборудован сетевой картой Realtek RTL8168/8111 PCI-E Gigabit Ethernet Adapter, организован FTP - сервер. Точка доступа подключена к персональному компьютеру кабелем Ethernet.

Другие конечные устройства пользователя поддерживают стандарт 802.11n и могут подключаться к точке доступа через Wi-Fi.

На точке доступа с помощью утилиты winbox были настроены следующие параметры:

-Режим работы - стандарт 802.11n на частоте 2412 МГц;

-IP-адрес внешней сети 10.0.0.25/8, шлюз по умолчанию 10.0.0.55;

-Пул IP-адресов для внутренней сети был выбран 192.168.16.1-192.168.16.254/24.

При выполнении эксперимента было проведено несколько исследований для измерения разных параметров организованной сети. Так, первое исследование было направленно на поиск времени соединения конечного устройства пользователя к точке доступа в зависимости от количества уже подключенных устройств. Измерение времени соединения производился с помощью программного обеспечения Wireshark.

С помощью второго исследования было замерено время подключения конечных устройств в зависимости от количества уже присоединенных пользователей, которые ведут передачу данных, и скорость передачи при разном количестве одновременных соединений.

В результате первого исследования были получены следующие результаты (рис. 1.2):

Рис.1.2 График зависимости времени подключения  абонентов к точке доступа от количества подключенных  устройств

Рис.1.3 График зависимости времени подключения абонентов к точке доступа от количества подключенных устройств, которые ведут передачу данных

Как видно с рис. 1.2, время подключения к сети первого и следующих пользователей почти не отличается, наша точка доступа легко справляется с небольшим количеством подключений. Так, время подключения первого абонента равно , а время соединения пятого -

В ходе второго исследования было получено следующее (рис.1.3):

Время соединения первого пользователя осталось неизменным и равно , но время соединения каждого следующего занимало больше времени из-за того, что точке доступа требовалось уже одновременно вести передачу данных и следить за новыми соединениями. Так, при одновременной передаче данных с сервера на четыре конечных устройства, время соединения для пятого составляло .

Скорости передачи данных показали следующие значения (рис.1.4):

Рис. 1.4 График зависимости средней скорости передачи данных от количества пользователей

Можно увидеть, что скорость передачи данных для одного пользователя составила 75 Мбит/с, что связанно с некими энергетическими условиями. При одновременной передаче данных двум абонентам, средняя скорость на абонента составляла 45 Мбит/с, для троих – 27 Мбит/с, четырех – 17,5 Мбит/с и для одновременной передачи данных всем пятерым абонентам средняя скорость составляла 13 Мбит/с.

Таким образом, экспериментально исследовано многопользовательский доступ в беспроводных сетях 802.11n. Было использовано только 5 устройств в качестве конечного оборудования, но и с помощью такого ограниченного числа средств для исследования удалось выполнить поставленные цели. В результате исследований было доказано, что на основе стандарта 802.11n возможно организовывать беспроводные сети для многопользовательского доступа, а также для 5 абонентов сохранять скорость передачи данных (больше 10 Мбит/с), которая способна удовлетворить разные интернет сервисы.

Список литературы:

1. Голдсмит А. «Беспроводные коммуникации. Основы теории и технологии беспроводной связи» - М.: Техносфера. 2011. — 904 с.
2. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2010. – 916 с. 4 изд
3. IEEE Standard 802.11n-2009 – IEEE Standard for Information technology – Local and metropolitan area networks – Specific requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications Amendment 5: Enhancements for Higher Throughput. Электронная версия доступна по адресу: https://standards.ieee.org/findstds/standard/802.11n-2009.html (дата обращения 23.04.16).